Microstructures and photovoltaic properties of C 60 based solar cells with copper oxides, CuInS 2, phthalocyanines, porphyrin, PVK, nanodiamond, germanium and exciton diffusion blocking layers

Materials Technology

Volumn 28, Issue 1-2, 2013, Pages 21-39

  Oku, T ^a   Takeda, A ^a   Nagata, A ^a   Kidowaki, H ^a   Kumada, K ^a   Fujimoto, K ^a   Suzuki, A ^a   Akiyama, T ^a   Yamasaki, Y ^b   Osawa E ^c  

^a UNIVERSITY OF SHIGA PREFECTURE   (Japan)

^b ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO LTD   (Japan)

^c Nano Carbon Research Institute Ltd   (Japan)

Author keywords

Copper oxides; CuInS 2; Dimer; Exciton diffusion blocking; Fullerene; Microstructure; Nanodiamond; Phthalocyanine; Porphyrin; PVK; Solar cell

Indexed keywords

CUINS 2; DIMER; EXCITON DIFFUSION; FULLERENE; MICROSTRUCTURE; NANO DIAMOND; PHTHALOCYANINE; PORPHYRIN; PVK; SOLAR CELL;

COPPER OXIDES;

EID: 84868141066     PISSN: 10667857     EISSN: 17535557     Source Type: Journal    
DOI: 10.1179/1753555712Y.0000000042     Document Type: Article

References (112)

1. H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O'Brien, R. F. Curl and R. E. Smalley: Nature, 1985, 318, 162.
2. S. Iijima: Nature, 1991, 354, 56.
3. T. Oku, I. Narita, A. Nishiwaki, N. Koi, K. Suganuma, R. Hatakeyama, T. Hirata, H. Tokoro and S. Fujii: Top. Appl. Phys., 2006, 100, 187.
4. T. Oku, T. Hirano, M. Kuno, T. Kusunose, K. Niihara and K. Suganuma: Mater. Sci. Eng. B, 2000, B74, 206.
5. E. Ösawa: Diamond Relat. Mater., 2007, 16, 2018.
6. M. V. Korobov, M. M. Batuk, N. V. Avramenko, N. I. Ivanova, N. N. Rozhkova and E. Ösawa: Diamond Relat. Mater., 2010, 19, 665.
7. T. Soga, T. Kokubu, Y. Hayashi and T. Jimbo: Thin Solid Films, 2005, 482, 86.
8. K. M. Krishna, M. Umeno, Y. Nukaya, T. Soga and T. Jimbo: Appl. Phys. Lett., 2000, 77, 1472.
9. H. Zhu, J. Wei, K. Wang and D. Wu: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2009, 93, 1461.
10. T. Cui, R. Lv, Z. H. Huang, H. Zhu, J. Zhang, Z. Li, Y. Ji, F. Kang, K. Wang and D. Wu: Carbon, 2011, 49, 5022.
11. X. Li, C. Li, H. Zhu, K. Wang, J. Wei, X. Li, E. Xu, Z. Li, S. Luo, Y. Lei and D. Wu: Chem. Commun., 2010, 46, 3502.
12. N. Dwivedi, S. Kumar and H. K. Malik: J. Appl. Phys., 2012, 111, 014908.
13. N. S. Sariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger and F. Wudl: Science, 1992, 258, 1474.
14. Y. Hayashi, I. Yamada, S. Takagi, A. Takasu, T. Soga and T. Jimbo: Jpn J. Appl. Phys., 2005, 44, 1296.
15. T. Oku, S. Nagaoka, A. Suzuki, K. Kikuchi, Y. Hayashi, H. Inukai, H. Sakuragi and T. Soga: J. Phys. Chem. Solids, 2008, 69, 1276.
16. T. Oku, T. Noma, A. Suzuki, K. Kikuchi and S. Kikuchi: J. Phys. Chem. Solids, 2010, 71, 551.
17. Y. H. Lin, P. C. Yang, J. S. Huang, G. D. Huang, I. J. Wang, W. H. Wu, M. Y. Lin, W. F. Su and C. F. Lin: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2011, 95, 2511.
18. W. Ma, C. Yang, X. Gong, K. Lee and A. J. Heeger: Adv. Funct. Mater., 2005, 15, 1617.
19. M. Granström, K. Petritsch, A. C. Arias, A. Lux, M. R. Andersson and R. H. Friend: Nature, 1998, 395, 257-260.
20. T. Oku, A. Takeda, A. Nagata, T. Noma, A. Suzuki and K. Kikuchi: Energies, 2010, 3, 671.
21. M. Manceau, D. Angmo, M. Jørgensen and F. C. Krebs: Org. Electron., 2011, 12, 566.
22. L. Dou, J. You, J. Yang, C. C. Chen, Y. He, S. Murase, T. Moriarty, K. Emery, G. Li and Y. Yang: Nat. Photonics, 2012, 6, 180.
23. G. Yu and A. J. Heeger: J. Appl. Phys., 1995, 78, 4510.
24. F. Padinger, R. S. Rittberger and N. S. Sariciftci: Adv. Funct. Mater., 2003, 13, 85.
25. T. Oku, N. Kakuta, A. Kawashima, K. Nomura, R. Motoyoshi, A. Suzuki, K. Kikuchi and G. Kinoshita: Mater. Trans., 2008, 49, 2457.
26. K. Nomura, T. Oku, A. Suzuki, K. Kikuchi and G. Kinoshita: J. Phys. Chem. Solids, 2010, 71, 210.
27. Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S. T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray and L. Yu: Adv. Mater., 2010, 22, E135.
28. L. Yang, H. Zhou, S. C. Price and W. You: J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 5432.
29. F. Yang, M. Shtein and S. R. Forrest: J. Appl. Phys., 2005, 98, 014906.
30. B. P. Rand, J. Xue, S. Uchida and S. R. Forrest: J. Appl. Phys., 2005, 98, 124902.
31. N. Li, B. E. Lassiter, R. R. Lunt, G. Wei and S. R. Forrest: Appl. Phys. Lett., 2009, 94, 023307.
32. W. Chen, X. Qiao, J. Yang, B. Yu and D. Yan: Appl. Phys. Lett., 2012, 100, 133302.
33. J. Meiss, A. Merten, M. Hein, C. Schuenemann, S. Schäfer, M. Tietze, C. Uhrich, M. Pfeiffer, K. Leo and M. Riede: Adv. Funct. Mater., 2012, 22, 405.
34. T. Oku: Nanosci. Nanotechnol. Asia, 2011, 1, 59.
35. A. Mittiga, E. Salza, F. Sarto, M. Tucci and R. Vasanthi: Appl. Phys. Lett., 2006, 88, 163502.
36. Y. Nishi, T. Miyata, J. Nomoto and T. Minami: Thin Solid Films, 2012, 520, 3819.
37. T. Minami, Y. Nishi, T. Miyata and J. Nomoto: Appl. Phys. Exp., 2011, 4, 062301.
38. M. Izaki, T. Shinagawa, K. Mizuno, Y. Ida, M. Inaba and A. Tasaka: J. Phys. D, 2007, 40D, 3326.
39. S. S. Jeong, A. Mittiga, E. Salza, A. Masci and S. Passerini: Electrochim. Acta, 2008, 53, 2226.
40. M. Izaki, K. Mizuno, T. Shinagawa, M. Inaba and A. Tasaka: J. Electrochem. Soc., 2006, 153, C668.
41. T. Gershon, K. P. Musselman, A. Marin, R. H. Friend and J. L. MacManus-Driscoll: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2012, 96, 148.
42. S. Anandan, X. Wen and S. Yang: Mater. Chem. Phys., 2005, 93, 35.
43. P. Raksa, S. Nilphai, A. Gardchareon and S. Choopun: Thin Solid Films, 2009, 517, 4741.
44. R. Motoyoshi, T. Oku, A. Suzuki, K. Kikuchi, S. Kikuchi, B. Jeyadevan and J. Cuya: Adv. Mater. Sci. Eng., 2010, 2010, 562842.
45. T. Oku, R. Motoyoshi, K. Fujimoto, T. Akiyama, B. Jeyadevan and J. Cuya: J. Phys. Chem. Solids, 2011, 72, 1206.
46. H. Kidowaki, T. Oku and T. Akiyama: J. Phys. Conf. Series, 2012, 352, 012022.
47. L. Armelao, D. Barreca, M. Bertapelle, G. Bottaro, C. Sada and E. Tondello: Thin Solid Films, 2003, 442, 48.
48. K. Nakaoka, J. Ueyama and K. Ogura: J. Electrochem. Soc., 2004, 151, C661.
49. Y. Qi, K. Tang, S. Zeng and W. Zhou: Microporous Mesoporous Mater., 2008, 114, 395.
50. Y. Chen, X. He, X. Zhao, M. Song and X. Gu: Mater. Sci. Eng. B, 2007, B139, 88.
51. B. D. Weil, S. T. Connor and Y. Cui: J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 6642.
52. I. Repins, M. A. Contreras, B. Egaas, C. DeHart, J. Scharf, C. L. Perkins, B. To and R. Noufi: Prog. Photovolt. Res. Appl., 2008, 16, 235.
53. E. Arici, N. S. Sariciftci and D. Meissner: Adv. Funct. Mater., 2003, 13, 165.
54. A. Takeda, T. Oku, A. Suzuki, K. Kikuchi and S. Kikuchi: J. Ceram. Soc. Jpn, 2009, 117, 967.
55. M. Winkler, J. Griesche, I. Konovalov, J. Penndorf, J. Wienke and O. Tober: Sol. Energy, 2004, 77, 705.
56. K. S. Yook, B. D. Chin, J. Y. Lee, B. E. Lassiter and S. R. Forrest: Appl. Phys. Lett., 2011, 99, 043308.
57. S. Mori, M. Nagata, Y. Nakahata, K. Yasuta, R. Goto, M. Kimura and M. Taya: J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 4054.
58. A. Nagata, T. Oku, K. Kikuchi, A. Suzuki, Y. Yamasaki and E. Ösawa: Prog. Nat. Sci., 2010, 20, 38.
59. A. Nagata, T. Oku, A. Suzuki, K. Kikuchi and S. Kikuchi: J. Ceram. Soc. Jpn, 2010, 118, 1006.
60. M. V. Korobova, N. V. Avramenko, A. G. Bogachev, N. V. Rozhkova and E. Ösawa: J. Phys. Chem. C, 2007, 111C, 7330.
61. Y. Yamasaki and K. Takaki: Dyes Pigm., 2006, 70, 105.
62. Y. Yamasaki, K. Kuroda and K. Yakaki: J. Chem. Soc. Jpn Chem. Indust. Chem., 1997, 12, 887.
63. A. Takeda, A Minowa, T. Oku, A. Suzuki, K. Kikuchi and Y. Yamasaki: Prog. Nat. Sci., 2011, 21, 27.
64. K. Takahashi, N. Kuraya, T. Yamaguchi, T. Komura and K. Murata: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2000, 61, 403.
65. T. Hasobe, H. Imahori, P. V. Kamat, T. K. Ahn, S. K. Kim, D. Kim, A. Fujimoto, T. Hirakawa and S. Fukuzumi: J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 1216.
66. Q. Sun, L. Dai, X. Zhou, L. Li and Q. Li: Appl. Phys. Lett., 2007, 91, 253505.
67. T. Hasobe, A. S. D. Sandanayaka, T. Wada and Y. Araki: Chem. Commun., 2008, 3372.
68. T. Ishii, N. Aizawa, R. Kanehama, M. Yamashita, K. Sugiura and H. Miyasaka: Coord. Chem. Rev., 2002, 226, 113.
69. D. V. Konarev, A. Y. Kovalevsky, X. Li, I. S. Neretin, A. L. Litvinov, N. V. Drichko, Y. L. Slovokhotov, P. Coppens and R. N. Lyubovskaya: Inorg. Chem., 2002, 41, 3638.
70. W. J. Belcher, K. I. Wagner and P. C. Dastoor: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2007, 91, 447.
71. P. C. Dastoor, C. R. McNeill, H. Frohne, C. J. Foster, B. Dean, C. J. Fell, W. J. Belcher, W. M. Campbell, D. L. Officer, I. M. Blake, P. Thordarson, M. J. Crossley, N. S. Hush and J. R. Reimers: J. Phys. Chem. C, 2007, 111C, 15415.
72. Y. Berredjem, N. Karst, L. Cattin, A. Lakhdar-Toumi, A. Godoy, G. Soto, F. Diaz, M. A. Del Valle, M. Morsli, A. Drici, A. Boulmokh, A. H. Gheid, A. Khelil and J. C. Bernède: Dyes Pigm., 2008, 78, 148.
73. H. S. Kim, C. H. Kim, C. S. Ha and J. K. Lee: Synth. Met., 2001, 117, 289.
74. T. Prakash and S. Ramasamy: Sci. Adv. Mater., 2012, 4, 29.
75. T. Oku, K. Nomura, A. Suzuki and K. Kikuchi: Thin Solid Films, 2012, 520, 2545.
76. T. Mori and K. Kato: J. Photopolym. Sci. Technol. 2007, 20, 61.
77. T. Oku, K. Kumada, A. Suzuki and K. Kikuchi: Cent. Eur. J. Eng., 2012, 2, 248-252.
78. J. Yang and T. Q. Nguyen: Org. Electron., 2007, 8, 566.
79. T. Oku, T. Nakayama, M. Kuno, Y. Nozue, L. R. Wallenberg, K. Niihara and K. Suganuma: Mater. Sci. Eng. B, 2000, B74, 242.
80. G. Conibeer, M. Green, R. Corkish, Y. Cho, T. Fangsuwannarak, E. Pink, Y. Huang, T. Puzzer, T. Trupke, B. Richards, A. Shalav and K. L. Lin: Thin Solid Films, 2006, 511-512, 654.
81. A. Mart́i, N. Ló pez, E. Antolín, E. Cánovas, C. Stanley, C. Farmer, L. Cuadra and A. Luque: Thin Solid Films, 2006, 511-512, 638.
82. S. H. Choi, H. Song, I. K. Park and J. H. Yum: J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 2006, 179, 135.
83. A. J. Nozik: Physica E, 2002, 14E, 115.
84. P. Brown and P. V. Kamat: J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 8890.
85. S. Emin, S. P. Singh, L. Han, N. Satoh and A. Islam: Sol. Energy, 2011, 85, 1264.
86. D. Li, Z. Peng, L. Deng, Y. Shen and Y. Zhou: Vib. Spectrosc., 2005, 39, 191.
87. W. Kohn and L. J. Sham: Phys. Rev. A, 1965, 140A, 1133.
88. H. Mizuseki, N. Igarashi, R. V. Belosludov, A. A. Farajian and Y. Kawazoe: Synth. Met., 2003, 138, 281.
89. H. Mizuseki, N. Igarashi, R. V. Belosludov, A. A. Farajian and Y. Kawazoe: Jpn J. Appl. Phys., 2003, 42, 2503.
90. A. J. Hameed: J. Mol. Struct. Theochem., 2006, 764, 195.
91. A. Takeda, T. Oku, A. Suzuki and Y. Yamasaki: J. Mod. Phys., 2011, 2, 966.
92. M. C. Scharber, D. Mühlbacher, M. Koppe, P. Denk, C. Waldauf, A. J. Heeger and C. J. Brabec: Adv. Mater., 2006, 18, 789.
93. J. L. Brédas, D. Beljonne and V. Coropceanu: Chem. Rev., 2004, 104, 4971.
94. R. Ulbricht, S. B. Lee, X. Jiang, K. Inoue, M. Zhang, S. Fang, R. H. Baughman and A. A. Zakhid: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2007, 91, 416.
95. R. S. Iglesias, C. G. Claessens and T. Torres: J. Org. Chem., 2007, 72, 2967.
96. C. Chu, V. Shrotriya, G. Li and Y. Yang: Appl. Phys. Lett., 2006, 88, 153504.
97. M. A. Green, K. Emery, D. L. King, Y. Hishikawa and W. Warta: Prog. Photovolt. Res. Appl., 2006, 14, 455.
98. C. Voz, J. Puigdollers, S. Cheylan, M. Fonrodona, M. Stella, J. Andreu and R. Alcubilla: Thin Solid Films, 2007, 515, 7675.
99. T. Osasa, S. Yamamoto, Y. Iwasaki and M. Matsumura: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2006, 90, 1519.
100. Z. R. Hong, Z. H. Huang and X. T. Zeng: Chem. Phys. Lett., 2006, 425, 62.
101. Y. Terao, H. Sasabe and C. Adachi: Appl. Phys. Lett., 2007, 90, 103515.
102. E. Ösawa, D. Ho, H. Huang, M. V. Korobov and N. N. Rozhkova: Diamond Relat. Mater., 2009, 18, 904.
103. L. Lozzi, S. Santucci and S. la Rosa: Appl. Phys. Lett., 2006, 88, 133505.
104. X. Yang, J. Loos, S. C. Veenstra, W. J. H. Verhees, M. M. Wienk, J. M. Kroon, M. A. J. Michels and R. A. J. Jansse: Nano Lett., 2005, 5, 579.
105. J. Y. Kim, K. Lee, N. E. Coates, D. Moses, T.-Q. Nguyen, M. Dante and A. J. Heeger: Science, 2007, 317, 222.
106. J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger and G. C. Bazan: Nat. Mater., 2007, 6, 497.
107. H. Y. Chen, J. Hou, S. Zhang, Y. Liang, G. Yang, Y. Yang, L. Yu, Y. Wu and G. Li: Nat. Photon., 2009, 3, 649.
108. P. C. Yang, J. Y. Sun, S. Y. Ma, Y. M. Shen, Y. H. Lin, C. P. Chen and C. F. Lin: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2012, 98, 351.
109. S. Wilken, T. Hoffmann, E. von Hauff, H. Borchert and J. Parisi: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2012, 96, 141.
110. A. Nagata, T. Oku, T. Akiyama, A. Suzuki and Y. Yamasaki and T. Mori: J. Nanotechnol., 2011, 2011, 869596.
111. J. Pei, J. Tao, Y. Zhou, Q. Dong, Z. Liu, Z. Li, F. Chen, J. Zhang, W. Xu and W. Tian: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2011, 95, 3281.
112. H. Liu, W. P. Goh, M. Y. Leung, Y. Li and T. B. Norsten: Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2012, 96, 302.